(57)【要約】      （修正有）【課題】吸収損失と吸収効果のバランスが良く、システム変換率の向上が可能な過電圧吸収回路、及び単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーを提供する。【解決手段】過電圧吸収回路は、単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーに適用でき、クランプコンデンサＣ０、吸収抵抗Ｒ０、第１のダイオードＤ１、及び第２のダイオードＤ２を含み、クランプコンデンサの一端と吸収抵抗の一端はともに単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーにおける２つの横型トランジスタのコレクタに接続され、クランプコンデンサの他端と吸収抵抗の他端はともに第１のダイオードのアノードと第２のダイオードのアノードとに接続され、第１のダイオードのカソードは一方の横型トランジスタのエミッタに接続され、第２のダイオードのカソードは他方の横型トランジスタのエミッタに接続される。【選択図】図３
0003229060.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
過電圧吸収回路であって、単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーに適用され、前記過電圧吸収回路は、第１のダイオード、第２のダイオード及び第１のサブ回路を含み、前記第１のサブ回路は、並列に接続されたクランプコンデンサ、及び吸収抵抗を含み、
前記第１のサブ回路第１の端は、前記単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーにおける第１の横型トランジスタ及び第２の横型トランジスタの第１の共通結合点に接続され、
前記第１のサブ回路の第２の端は、前記第１のダイオード及び前記第２のダイオードの第２の共通結合点に接続され、
前記第１のダイオードの第３の端は、前記第２の共通結合点に接続され、前記第１のダイオードの第４の端は、前記第１の横型トランジスタに接続され、第１の横型トランジスタを介して第１の共通結合点に接続され、
前記第２のダイオードの第５の端は、前記第２の共通結合点に接続され、前記第２のダイオードの第６の端は、前記第２の横型トランジスタに接続され、前記第２の横型トランジスタを介して前記第１の共通結合点に接続されることを特徴とする過電圧吸収回路。
【請求項２】
前記第１のダイオードの第３の端は前記第１のダイオードのアノードであり、前記第１のダイオードの第４の端は前記第１のダイオードのカソードであり、
前記第２のダイオードの第５の端は前記第２のダイオードのアノードであり、前記第２のダイオードの第６の端は前記第２のダイオードのカソードであり、
前記第１のダイオードのカソードは、前記第１の横型トランジスタのエミッタに接続され、前記第２のダイオードのカソードは、前記第２の横型トランジスタのエミッタに接続され、
前記第１のサブ回路の第１の端は、前記第１の共通結合点を介して前記第１の横型トランジスタのコレクタ及び前記第２の横型トランジスタのコレクタに接続される、ことを特徴とする請求項１に記載の過電圧吸収回路。
【請求項３】
前記第１のダイオードの第３の端は前記第１のダイオードのカソードであり、前記第１のダイオードの第４の端は前記第１のダイオードのアノードであり、
前記第２のダイオードの第５端は前記第２のダイオードのカソードであり、前記第２のダイオードの第６の端は前記第２のダイオードのアノードであり、
前記第１のダイオードのアノードは、前記第１の横型トランジスタのコレクタに接続され、前記第２のダイオードのアノードは、前記第２の横型トランジスタのコレクタに接続され、
前記第１のサブ回路の第１の端は、前記第１の共通結合点を介して前記第１の横型トランジスタのエミッタ及び前記第２の横型トランジスタのエミッタに接続される、ことを特徴とする請求項１に記載の過電圧吸収回路。
【請求項４】
前記過電圧吸収回路は第１の抵抗と第２の抵抗とをさらに含み、
前記第１の抵抗の一端は前記第１のダイオードのアノードに接続され、前記第１の抵抗の他端は、前記第２の共通結合点に接続され、
前記第２の抵抗の一端は前記第２のダイオードのアノードに接続され、前記第２の抵抗の他端は、前記第２の共通結合点に接続されることを特徴とする請求項２に記載の過電圧吸収回路。
【請求項５】
前記過電圧吸収回路は第３の抵抗と第４の抵抗とをさらに含み、
前記第３の抵抗の一端は前記第１のダイオードのカソードに接続され、前記第３の抵抗の他端は、前記第２の共通結合点に接続され、
前記第４の抵抗の一端は前記第２のダイオードのカソードに接続され、前記第４の抵抗の他端は、前記第２の共通結合点に接続されることを特徴とする請求項３に記載の過電圧吸収回路。
【請求項６】
前記クランプコンデンサは、並列に接続された２つのコンデンサを含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の過電圧吸収回路。
【請求項７】
前記吸収抵抗は、直列に接続された複数の抵抗を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の過電圧吸収回路。
【請求項８】
前記第１のダイオードと前記第２のダイオードはすべて、ＳＩＣダイオード、又はファストリカバリダイオードであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の過電圧吸収回路。
【請求項９】
単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーであって、
第１の電力管と第５の電力管を含む第１のブリッジアームと、
第２の電力管と第６の電力管を含む第２のブリッジアームと、
２つの前記第１のブリッジアーム及び前記第２のブリッジアームの中間点の間に直列に接続された第１の横型トランジスタ及び第２の横型トランジスタと、
請求項１から８のいずれか１項に記載の過電圧吸収回路とを含むことを特徴とする単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジー。
【請求項１０】
前記第１の電力管、前記第２の電力管、前記第５の電力管、前記第６の電力管、前記第１の横型トランジスタ、前記第２の横型トランジスタはいずれも、絶縁ゲートバイポーラトランジスタＩＧＢＴ、又は電界効果ＭＯＳトランジスタであることを特徴とする請求項９に記載の単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジー。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実用新案は集積回路の分野に関し、具体的に、過電圧吸収回路、及び単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーに関する。
【背景技術】
【０００２】
インバータは太陽光発電オングリッドシステムにおける重要なコンポーネントであり、インバータの各性能は太陽光発電オングリッドシステムの運行状況に直接影響する。従来のＨＥＲＩＣインバータトポロジーに基づく過電圧吸収回路は、一般に、ＲＣタイプ又はＲＣＤタイプの回路構造を採用して、ＨＥＲＩＣインバータトポロジーにおける２つの横型トランジスタに生じた過電圧を吸収する。
【０００３】
従来のＲＣタイプの過電圧吸収回路について、図１を参照してください。ＨＥＲＩＣインバータトポロジーにおける２つの横型トランジスタはそれぞれ、図中の第３の電力管Ｑ３、第４の電力管Ｑ４である。第３の電力管Ｑ３に生じた過電圧は、抵抗Ｒ３９０とコンデンサＣ１とからなる吸收回路によって吸収され、抵抗Ｒ３９０の一端が第３の電力管Ｑ３のコレクタ（Ｃ）に接続され、他端がコンデンサＣ１に接続され、コンデンサＣ１の他端が第３の電力管Ｑ３のエミッタ（Ｅ）に接続される。第４の電力管Ｑ４に生じた過電圧は、抵抗Ｒ３９２とコンデンサＣ２とからなる吸收回路によって吸収され、抵抗Ｒ３９２の一端が第４の電力管Ｑ４のコレクタ（Ｃ）に接続され、他端がコンデンサＣ２の一端に接続され、コンデンサＣ２の他端が第４の電力管Ｑ４のエミッタ（Ｅ）に接続される。このような接続方式で構成された過電圧吸収回路は、構造が簡単で信頼性が高いものの、吸収効果に限界があり、吸収損失が吸収効果に比例し、使用中の吸収損失と吸収効果のバランスを取ることが難しく、また、抵抗Ｒ３９０、抵抗Ｒ３９２が激しく発熱することによりシステム変換率が低くなるという問題も現れる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の上記の欠点に基づいて、本実用新案は、従来の過電圧吸収回路が使用中の吸収損失と吸收效果のバランスを取ることが難しく、及び、抵抗が激しく発熱することによりシステム変換率が低くなるという問題を解決するために、過電圧吸収回路、及び単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーを提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を実現するために、本実用新案の実施例は、以下のような技術案を提供する。
本出願の第１の態様は、過電圧吸収回路を開示し、単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーに適用され、当該過電圧吸収回路は、第１のダイオード、第２のダイオード及び第１のサブ回路を含み、前記第１のサブ回路は、並列に接続されたクランプコンデンサ、及び吸収抵抗を含み、
前記第１のサブ回路第１の端は、前記単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーにおける第１の横型トランジスタ及び第２の横型トランジスタの第１の共通結合点に接続され、
前記第１のサブ回路の第２の端は、前記第１のダイオード及び前記第２のダイオードの第２の共通結合点に接続され、
前記第１のダイオードの第３の端は、前記第２の共通結合点に接続され、前記第１のダイオードの第４の端は、前記第１の横型トランジスタに接続され、第１の横型トランジスタを介して第１の共通結合点に接続され、
前記第２のダイオードの第５の端は、前記第２の共通結合点に接続され、前記第２のダイオードの第６の端は、前記第２の横型トランジスタに接続され、前記第２の横型トランジスタを介して前記第１の共通結合点に接続される。
【０００６】
任意選択で、前記第１のダイオードの第３の端は前記第１のダイオードのアノードであり、前記第１のダイオードの第４の端は前記第１のダイオードのカソードであり、
前記第２のダイオードの第５の端は前記第２のダイオードのアノードであり、前記第２のダイオードの第６の端は前記第２のダイオードのカソードであり、
前記第１のダイオードのカソードは、前記第１の横型トランジスタのエミッタに接続され、前記第２のダイオードのカソードは、前記第２の横型トランジスタのエミッタに接続され、
前記第１のサブ回路の第１の端は、前記第１の共通結合点を介して前記第１の横型トランジスタのコレクタ及び前記第２の横型トランジスタのコレクタに接続される。
【０００７】
任意選択で、上記の過電圧吸収回路において、前記第１のダイオードの第３の端は前記第１のダイオードのカソードであり、前記第１のダイオードの第４の端は前記第１のダイオードのアノードであり、
前記第２のダイオードの第５端は前記第２のダイオードのカソードであり、前記第２のダイオードの第６の端は前記第２のダイオードのアノードであり、
前記第１のダイオードのアノードは、前記第１の横型トランジスタのコレクタに接続され、前記第２のダイオードのアノードは、前記第２の横型トランジスタのコレクタに接続され、
前記第１のサブ回路の第１の端は、前記第１の共通結合点を介して前記第１の横型トランジスタのエミッタ及び前記第２の横型トランジスタのエミッタに接続される。
【０００８】
任意選択で、上記の過電圧吸収回路において、前記過電圧吸収回路は第１の抵抗と第２の抵抗とをさらに含み、
前記第１の抵抗の一端は前記第１のダイオードのアノードに接続され、前記第１の抵抗の他端は、前記第２の共通結合点に接続され、
前記第２の抵抗の一端は前記第２のダイオードのアノードに接続され、前記第２の抵抗の他端は、前記第２の共通結合点に接続され。
【０００９】
任意選択で、上記の過電圧吸収回路において、前記過電圧吸収回路は第３の抵抗と第４の抵抗とをさらに含み、
前記第３の抵抗の一端は前記第１のダイオードのカソードに接続され、前記第３の抵抗の他端は、前記第２の共通結合点に接続され、
前記第４の抵抗の一端は前記第２のダイオードのカソードに接続され、前記第４の抵抗の他端は、前記第２の共通結合点に接続される。
【００１０】
任意選択で、上記の過電圧吸収回路において、前記クランプコンデンサは、並列に接続された２つのコンデンサを含む。
【００１１】
任意選択で、上記の過電圧吸収回路において、前記吸収抵抗は、直列に接続された複数の抵抗を含む。
【００１２】
任意選択で、前記第１のダイオードと前記第２のダイオードは、ＳＩＣダイオード、又はファストリカバリダイオードである。
【００１３】
本出願の第２の態様は、単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーを開示し、
第１の電力管と第５の電力管を含む第１のブリッジアームと、
第２の電力管と第６の電力管を含む第２のブリッジアームと、
２つの前記第１のブリッジアーム及び前記第２のブリッジアームの中間点の間に直列に接続された第１の横型トランジスタ及び第２の横型トランジスタと、
請求項１から８のいずれか１項に記載の過電圧吸収回路とを含む。
【００１４】
任意選択で、上記の単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーにおいて、前記第１の電力管、前記第２の電力管、前記第５の電力管、前記第６の電力管、前記第１の横型トランジスタ、前記第２の横型トランジスタはいずれも、絶縁ゲートバイポーラトランジスタＩＧＢＴ又は電界効果ＭＯＳトランジスタである。
【００１５】
従来技術と比較して、同じ吸収効果の下で、本実用新案の動作損失は従来技術の動作損失よりも大幅に少なくなっている。主な理由は、本実用新案の損失が主にスパイクエネルギーであり、基本的に余分の損失がないことである。従来の吸収回路には余分の損失があり、また、回避できないため、本実用新案には明らかな技術的利点がある。
【００１６】
本実用新案の実施例又は従来技術の技術案をより明確に説明するために、以下、実施例又は従来技術の説明において使用される図面を簡単に紹介し、明らかに、以下に説明する図面は、本実用新案のいくつかの実施例に過ぎず、当業者は、他の図面を、創造的な労力をしない前提で、これらの図面によって得ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来のＲＣタイプの過電圧吸収回路である。
【図２】従来のＲＣＤタイプの過電圧吸収回路である。
【図３】本出願の実施例で提供される過電圧吸収回路である。
【図４】本出願の実施例で提供される別の過電圧吸収回路である。
【図５】本出願の他の実施例で提供される過電圧吸収回路である。
【図６】本出願の他の実施例で提供される別の過電圧吸収回路である。
【図７】本出願の他の実施例で提供されるＳＨ５ＫＨＶインバータユニットトポロジー回路の過電圧吸収回路である。
【図８】本出願の実施例で提供される単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーである。
【考案を実施するための形態】
【００１８】
以下、本実用新案の実施例における技術案は、本実用新案の実施例における図面に基づいて明確、完全に説明する。明らかに、説明する実施例は、本実用新案の実施例の全てではなく一部のみである。本実用新案の実施例に基づいて、当業者によって創造的な労力をしない前提で得られるその他の実施例はすべて、本実用新案の保護範囲内に属する。
【００１９】
本出願は、過電圧吸収回路を提供し、単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーに適用され、従来の過電圧吸収回路が使用中の吸収損失と吸收效果のバランスを取ることが難しく、及び、抵抗が激しく発熱することによりシステム変換率が低くなるという問題を解決する。
【００２０】
なお、単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジー回路の構造について、図１又は図２を参照してください。単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジー回路には、第１の電力管Ｑ１、第２の電力管Ｑ２、第３の電力管Ｑ３、第４の電力管Ｑ４、第５の電力管Ｑ５、及び第６の電力管Ｑ６が含まれる。なお、本出願で言及された単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーにおける２つの横型トランジスタは、第３の電力管Ｑ３と第４の電力管Ｑ４である。
【００２１】
なお、単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジー回路における第３の電力管Ｑ３と第４の電力管Ｑ４は、動作中に、交互にオン状態になり、且つ、第３の電力管Ｑ３と第４の電力管Ｑ４のオンオフ方式は高速オンオフである。第３の電力管Ｑ３の高速オンオフ中に、第３の電力管Ｑ３のエミッタとコレクタとの間に大ききな過電圧が発生し、発生した過電圧が吸収されないと、過電圧は第３の電力管Ｑ３に直接作用し、第３の電力管Ｑ３の正常動作に影響を与える。
【００２２】
同様に、第４の電力管Ｑ４が高速でオンオフされるときに、同じな状況も発生する。
【００２３】
また、なお、図１又は図２に示す回路は、インバータにおける単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジー回路、即ち、出願に主に関する回路である。インバータにおける他の回路は従来技術と同様であるため、図面に示されない。
【００２４】
上記の単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーに基づいて、以下、過電圧吸収回路の回路構成模式図について、本出願の具体的な実現を説明する。
【００２５】
図３又は図４を参照し、本出願の実施例で開示された過電圧吸収回路は、クランプコンデンサＣ０、吸収抵抗Ｒ０、第１のダイオードＤ１、及び第２のダイオードＤ２を含む。
【００２６】
なお、当該過電圧吸収回路における第１のダイオードＤ１と第２のダイオードＤ２は、ＳＩＣ（ＳＩＬＩＣＯＮ ＣＡＲＢＩＤＥ、炭化ケイ素）ダイオードであってもよいし、ファストリカバリダイオードであってもよく、具体的な適用環境に応じて決定さればよく、好ましくは、ＳＩＣダイオードである。
【００２７】
具体的に、図３に示す実施例において、クランプコンデンサＣ０、吸収抵抗Ｒ０、第１のダイオードＤ１、及び第２のダイオードＤ２の接続関係は、以下の通りである。 
クランプコンデンサＣ０の一端と吸収抵抗Ｒ０の一端はともに単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーにおける２つの横型トランジスタのコレクタに接続される。
【００２８】
また、単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーにおける２つの横型トランジスタは、図３における第３の電力管Ｑ３と、第４の電力管Ｑ４である。単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーにおける２つの横型トランジスタのコレクタも、第３の電力管Ｑ３と第４の電力管Ｑ４のコレクタである。
【００２９】
なお、クランプコンデンサＣ０の一端は、単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーにおける２つの横型トランジスタのコレクタに接続され、単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーにおける２つの横型トランジスタのＣＥ（コレクタ−エミッタ）スパイク電圧を吸収するために使用される。
【００３０】
クランプコンデンサＣ０の他端と吸収抵抗Ｒ０の他端はともに第１のダイオードＤ１の一端と、第２のダイオードＤ２の一端とに接続される。
【００３１】
第１のダイオードＤ１の他端は、２つの横型トランジスタの一方の横型トランジスタのエミッタに接続される。
【００３２】
なお、第１のダイオードＤ１の他端に接続された２つの横型トランジスタの一方は、第３の電力管Ｑ３であってもよいし、第４の電力管Ｑ４であってもよい。本出願では、第１のダイオードＤ１の他端に接続された横型トランジスタが第３の電力管Ｑ３であることを例にとって説明する。
【００３３】
第１のダイオードＤ１の他端に接続された横型トランジスタが第４の電力管Ｑ４である場合について、第３の電力管Ｑ３と同様であり、本出願に示される実施例を参照することができ、繰り返して説明しない。
【００３４】
第１のダイオードＤ１の他端に接続された２つの横型トランジスタの一方が第３の電力管Ｑ３であると、第１のダイオードＤ１の他端が第３の電力管Ｑ３のエミッタに接続されることと等価である。
【００３５】
図３に示す実施例において、第１のダイオードＤ１のアノードはクランプコンデンサＣ０に接続され、第１のダイオードＤ１のカソードは、対応する横型トランジスタのエミッタに接続される。第２のダイオードＤ２のアノードはクランプコンデンサＣ０に接続され、第２のダイオードＤ２のカソードは対応する横型トランジスタのエミッタに接続される。
【００３６】
その中、第１のダイオードＤ１のカソードに対応する横型トランジスタは第３の電力管Ｑ３であると、第１のダイオードＤ１のカソードが第３の電力管Ｑ３のエミッタに接続されたことを意味する（図３）。第２のダイオードＤ２のカソードに対応する横型トランジスタが第４の電力管Ｑ４であると、第２のダイオードＤ２のカソードが第４の電力管Ｑ４のエミッタに接続されたことを意味する（図３）。
【００３７】
第２のダイオードＤ２の他端は、２つの横型トランジスタの他方の横型トランジスタのエミッタに接続される。
【００３８】
なお、第２のダイオードＤ２の他端に接続された２つの横型トランジスタの他方は、第４の電力管Ｑ４又は第３の電力管Ｑ３であってもよい。本出願では、第２のダイオードＤ２の他端に接続された横型トランジスタが第４の電力管Ｑ４であることを例にとって説明する。
【００３９】
第２のダイオードＤ２の他端に接続された横型トランジスタが第３の電力管Ｑ３である場合について、第４の電力管Ｑ４と同様であり、本出願に示される実施例を参照することができ、繰り返して説明しない。
【００４０】
第２のダイオードＤ２の他端に接続された２つの横型トランジスタの他方は第４の電力管Ｑ４であると、第２のダイオードＤ２の他端が第４の電力管Ｑ４のエミッタに接続されたことと等価である。
【００４１】
図４に示す実施例において、クランプコンデンサＣ０、吸収抵抗Ｒ０、第１のダイオードＤ１、及び第２のダイオードＤ２の接続関係は、以下の通りである。 
クランプコンデンサＣ０の一端と吸収抵抗Ｒ０の一端はともに単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーにおける２つの横型トランジスタのエミッタに接続される。
【００４２】
その中、単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーにおける２つの横型トランジスタは、図４における第３の電力管Ｑ３と、第４の電力管Ｑ４である。単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーにおける２つの横型トランジスタのエミッタも、第３の電力管Ｑ３と第４の電力管Ｑ４のエミッタである。
【００４３】
なお、クランプコンデンサＣ０の一端は、単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーにおける２つの横型トランジスタのエミッタに接続され、単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーにおける２つの横型トランジスタのＣＥスパイク電圧を吸収するために使用される。
【００４４】
クランプコンデンサＣ０の他端と吸収抵抗Ｒ０の他端はともに第１のダイオードＤ１の一端と、第２のダイオードＤ２の一端とに接続される。
【００４５】
第１のダイオードＤ１の他端は、２つの横型トランジスタの一方の横型トランジスタのコレクタに接続される。
【００４６】
なお、第１のダイオードＤ１の他端に接続された２つの横型トランジスタの一方は、第３の電力管Ｑ３であってもよいし、第４の電力管Ｑ４であってもよい。本出願では、第１のダイオードＤ１の他端に接続された横型トランジスタが第３の電力管Ｑ３であることを例にとって説明する。
【００４７】
第１のダイオードＤ１の他端に接続された横型トランジスタが第４の電力管Ｑ４である場合について、第３の電力管Ｑ３と同様であり、本出願に示される実施例を参照することができ、繰り返して説明しない。
【００４８】
第１のダイオードＤ１の他端に接続された２つの横型トランジスタの一方が第３の電力管Ｑ３であると、第１のダイオードＤ１の他端が第３の電力管Ｑ３のコレクタに接続されることと等価である。
【００４９】
図４に示す実施例において、第１のダイオードＤ１のカソードはクランプコンデンサＣ０に接続され、第１のダイオードＤ１のアノードは、対応する横型トランジスタのコレクタに接続される。第２のダイオードＤ２のカソードはクランプコンデンサＣ０に接続され、第２のダイオードＤ２のアノードは対応する横型トランジスタのコレクタに接続される。
【００５０】
その中、第１のダイオードＤ１のアノードに対応する横型トランジスタは第３の電力管Ｑ３であると、第１のダイオードＤ１のアノードが第３の電力管Ｑ３のコレクタに接続されたことを意味する（図３）。第２のダイオードＤ２のアノードに対応する横型トランジスタが第４の電力管Ｑ４であると、第２のダイオードＤ２のアノードが第４の電力管Ｑ４のコレクタに接続されたことを意味する（図３）。
【００５１】
第２のダイオードＤ２の他端は、２つの横型トランジスタの他方の横型トランジスタのコレクタに接続される。
【００５２】
なお、第２のダイオードＤ２の他端に接続された２つの横型トランジスタの他方は、第４の電力管Ｑ４又は第３の電力管Ｑ３であってもよい。本出願では、第２のダイオードＤ２の他端に接続された横型トランジスタが第４の電力管Ｑ４であることを例にとって説明する。
【００５３】
第２のダイオードＤ２の他端に接続された横型トランジスタが第３の電力管Ｑ３である場合について、第４の電力管Ｑ４と同様であり、本出願に示される実施例を参照することができ、繰り返して説明しない。
【００５４】
第２のダイオードＤ２の他端に接続された２つの横型トランジスタの他方は第４の電力管Ｑ４であると、第２のダイオードＤ２の他端が第４の電力管Ｑ４のコレクタに接続されたことと等価である。
【００５５】
図３を例にとって、上記の過電圧吸収回路の具体な動作プロセスは以下通りである。
単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーにおける２つの横型トランジスタ（第３の電力管Ｑ３、第４の電力管Ｑ４）のいずれかに過電圧が発生したときに、第３の電力管Ｑ３に過電圧が発生した場合、第３の電力管Ｑ３のエミッタとコレクタとの間の過電圧が、第１のダイオードＤ１を介してクランプコンデンサＣ０を充電し、コンデンサ自身の両端の電圧が急変しない特性により、第３の電力管Ｑ３のエミッタとコレクタの両端の過電圧は、クランプ回路によって安全値にクランプされる。
【００５６】
吸収抵抗Ｒ０は、クランプコンデンサＣ０に蓄積されたエネルギーを放出し、クランプコンデンサの定常状態の動作電圧を適切なレベルに維持し、吸収効果を確保するために使用される。
【００５７】
第４の電力管Ｑ４に過電圧が発生した場合、上記の過電圧吸収回路の具体的な動作過程は、第３の電力管Ｑ３に過電圧が発生した場合と同様であるため、繰り返さない。
【００５８】
従来技術と比較して、同じ吸収効果の下で、本実用新案の動作損失は従来技術の動作損失よりも大幅に少なくなっている。主な理由は、本実用新案の損失が主にスパイクエネルギーであり、基本的に余分の損失がないことである。従来の吸収回路には余分の損失があり、また、回避できないため、本実用新案には明らかな技術的利点がある。
【００５９】
なお、従来技術には、ＲＣＤタイプの過電圧吸収回路もあり、図２を参照してください。当該過電圧吸収回路では、第１のダイオードＤ１のアノードが第３の電力管Ｑ３のコレクタに接続され、第１のダイオードＤ１のカソードがコンデンサＣ１に接続され、コンデンサＣ１の他端が第３の電力管Ｑ３のエミッタに接続され、第１のダイオードＤ１の両端に抵抗Ｒ３９０も並列に接続され、且つ、第２のダイオードＤ２のアノードが第４の電力管Ｑ４のコレクタに接続され、第２のダイオードＤ２のカソードがコンデンサＣ２に接続され、コンデンサＣ２の他端が第４の電力管Ｑ４のエミッタに接続され、第２のダイオードＤ２の両端に抵抗Ｒ３９２も並列に接続され、過電圧を吸収する。
【００６０】
当該ＲＣＤタイプの過電圧吸収回路は、図１に示した過電圧吸収回路と比較して、吸収抵抗の損失が最適化され、吸収回路の損失を抑制しながら吸收效果を実現できるが、部品点数が多すぎるため高電力密度の製品に適用できない問題があり、また、部品点数が多すぎるため、当該ＲＣＤタイプの吸收回路を適用すると回路全体のコストが高くなりすぎる。
【００６１】
本実施例で提供される過電圧吸収回路は、必要な部品点数が少ないので、部品点数が多すぎるため高電力密度の製品に適用できないという上記の問題を回避することができ、さらに、必要な部品点数が少ないので、回路に適用するコストを削減でき、部品点数が多すぎるため回路のコストが高くなりすぎるという問題を解決し、従って、本実施例で提案された方案は、図２に示された方案よりも優れ、実際の適用により役立つ。
【００６２】
任意選択で、本出願の他の実施例では、図５を参照し、当該過電圧吸収回路は第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２とをさらに含む。
【００６３】
第１の抵抗Ｒ１の一端は第１のダイオードＤ１のアノードに接続され、第１の抵抗Ｒ１の他端は、横型トランジスタコレクタから遠いクランプコンデンサＣ０及び吸収抵抗Ｒ０の一端にそれぞれ接続される。
【００６４】
第２の抵抗Ｒ２の一端は、第２のダイオードＤ２のアノードに接続され、第２の抵抗Ｒ２の他端は、横型トランジスタコレクタから遠いクランプコンデンサＣ０及び吸収抵抗Ｒ０の一端にそれぞれ接続される。
【００６５】
なお、第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２は、複数の抵抗を直列に接続することによって形成されてもよい。第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２は、第１のダイオードと第２のダイオードとのサージ電流を制限するために過電圧吸収回路に適用される。
【００６６】
また、なお、第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２の抵抗タイプは回路の適用環境に応じて決定されてもよく、通常、同じタイプの抵抗を第１の抵抗Ｒ１及び第２の抵抗Ｒ２として選択する。
【００６７】
任意選択で、本出願の他の実施例では、図６を参照し、当該過電圧吸収回路は第３の抵抗Ｒ３と第４の抵抗Ｒ４とをさらにを含む。
【００６８】
第３の抵抗Ｒ３の一端は第１のダイオードＤ１のカソードに接続され、第３の抵抗Ｒ３の他端は、横型トランジスタエミッタから遠いクランプコンデンサＣ０及び吸収抵抗Ｒ０の一端にそれぞれ接続される。
【００６９】
第４の抵抗Ｒ４の一端は第２のダイオードＤ２のカソードに接続され、第４の抵抗Ｒ４の他端は、横型トランジスタエミッタから遠いクランプコンデンサＣ０及び吸収抵抗Ｒ０の一端にそれぞれ接続される。
【００７０】
なお、上記の第３の抵抗Ｒ３と第４の抵抗Ｒ４は、複数の抵抗を直列に接続することによって形成されてもよい。第３の抵抗Ｒ３と第４の抵抗Ｒ４は、第１のダイオードと第２のダイオードとのサージ電流を制限するために過電圧吸収回路に適用される。
【００７１】
また、なお、第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２の抵抗タイプは回路の適用環境に応じて決定されてもよく、通常、同じタイプの抵抗を第１の抵抗Ｒ１及び第２の抵抗Ｒ２として選択する。
【００７２】
本出願で提案された過電圧吸収回路は、ＳＨ５ＫＨＶインバータユニットトポロジー回路構成に適用することもでき、図７を参照してください。ＳＨ５ＫＨＶインバータユニットトポロジー回路は、６つの電力管、つまり、第１の電力管Ｑ１、第２の電力管Ｑ２、第３の電力管Ｑ３、第４の電力管Ｑ４、第５の電力管Ｑ５、及び第６の電力管Ｑ６を含む。なお、第３の電力管Ｑ３と、第４の電力管Ｑ４は、使用中に非常に高い過電圧が発生し、当該過電圧が６５０Ｖを超えた。６５０Ｖの電力管を採用しようとすると、過電圧の問題を解決する必要がある。
【００７３】
過電圧吸収回路におけるクランプコンデンサの容量値と抵抗値を合理的に設定することで、第３の電力管Ｑ３及び第４の電力管Ｑ４の高速オンオフ中のクランプコンデンサ電圧が一定であることを実現することができ、さらに、第３の電力管Ｑ３と、第４の電力管Ｑ４の電圧ストレスが一定であることを実現する。
【００７４】
具体的に、ＳＨ５ＫＨＶインバータユニットトポロジー回路における第３の電力管Ｑ３と第４の電力管Ｑ４に適用される過電圧吸収回路におけるクランプコンデンサＣ０を、並列に接続された２つのコンデンサとして設置し、吸収抵抗Ｒ０を、直列に接続された５つの抵抗として設置することにより、使用中に第３の電力管Ｑ３と第４の電力管Ｑ４によって生成された過電圧を吸収し、さらに、第３の電力管Ｑ３と第４の電力管Ｑ４のコレクタとエミッタ電圧を１つの安全な値に制御し、第３の電力管Ｑ３及び第４の電力管Ｑ４の電圧ストレスが一定であることを実現する。
【００７５】
さらに、第３の電力管Ｑ３と第４の電力管Ｑ４とに接続された過電圧吸収回路におけるクランプコンデンサの値、抵抗Ｒ０の値、及び第１のダイオードＤ１と第２のダイオードＤ２のタイプ選定を設置することにより、第３の電力管Ｑ３と第４の電力管Ｑ４の過電圧を１つの安全な値内に制御することを達成することができ、さらに、当該ＳＨ５ＫＨＶインバータユニットトポロジー回路での６５０Ｖの電力管の使用を保証することができる。
【００７６】
なお、本実施例は、ＳＨ５ＫＨＶインバータユニットトポロジー回路に６５０Ｖの電力管が適用できない場合に提案される過電圧吸収回路であり、クランプコンデンサの容量値と抵抗値を合理的に設置することにより、第３の電力管Ｑ３及び第４の電力管Ｑ４の高速オンオフ中のクランプコンデンサ電圧が一定であることを実現し、さらに、第３の電力管Ｑ３と第４の電力管Ｑ４の電圧ストレスが一定であることを実現し、最終的に、ＳＨ５ＫＨＶインバータユニットトポロジー回路に６５０Ｖの電力管を適用できるようにすることを目的としている。他のタイプのインバータユニットトポロジー回路は、本出願で提案された過電圧吸収回路に従って、クランプコンデンサＣ０、吸収抵抗Ｒ０の接続方式と数、及びクランプコンデンサＣ０、吸収抵抗Ｒ０とダイオードのパラメーターを調整して、自身に適用できる過電圧吸収回路を得ることができる。また、本出願では、クランプコンデンサＣ０、吸収抵抗Ｒ０の接続方式と数、及びクランプコンデンサＣ０、吸収抵抗Ｒ０とダイオードのパラメーターについて、具体的に限定せず、すべて本出願の保護範囲に属する。
【００７７】
任意選択で、本出願は、単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーをさらに開示し、図８を参照してください。当該単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーは、
２つのブリッジアームと、
ブリッジアームの中間点の間に直列に接続された２つの横型トランジスタと、
上記の実施例に記載の過電圧吸収回路と、を含む。
【００７８】
なお、２つのブリッジアームはそれぞれ、図に示す第１のブリッジアーム８０１と第２のブリッジアーム８０２である。前記第１のブリッジアームは、第１の電力管Ｑ１及び第５の電力管Ｑ５を含み、前記第２のブリッジアームは、第２の電力管Ｑ２及び第６の電力管Ｑ６を含む。２つの横型トランジスタはそれぞれ、図に示す第３の電力管Ｑ３と第４の電力管Ｑ４である。
【００７９】
また、なお、単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーにおける６つの電力管は、２つの横型トランジスタＱ３及びＱ４、及び電力管Ｑ１、Ｑ２、Ｑ５、Ｑ６を含み、いずれも絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＩＧＢＴ）、又は電界効果（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、ＭＯＳ）トランジスタであってもよく、もちろん、従来技術の他の電力管であってもよく、本出願では、単相ＨＥＲＩＣインバータトポロジーにおける２つの横型トランジスタの具体的なタイプを限定せず、すべて本出願の保護範囲に含まれる。前記６つの電力管がＭＯＳ管である場合、本開示におけるコレクタは、ＭＯＳ管のドレインと置き換えることができ、エミッタは、ＭＯＳ管のソースと置き換えることができる。
【００８０】
開示された実施例の上記説明は、当業者が本出願を実現又は使用することを可能にさせる。これらの実施例に対する様々な変更は、当業者には容易であり、本明細書で定義される一般的な原理は、本出願の実施例の精神又は範囲から逸脱することなく、他の実施例において実現され得る。従って、本出願は、本明細書に示されるこれらの実施例に限定されず、本明細書に開示される原理及び新規な特徴と一致する最も広い範囲に適合すべきである。
【００８１】
なお、本明細書において、「第１」と「第２」などの関係用語は、あるエンティティ又は操作を別のエンティティ又は操作と区別するためにのみ使用され、これらのエンティティ又は操作間にこのような実際の関係又は順序があることを必ずしも要求又は示唆しない。そして、「含む」や「包含」という用語又はその他のその変形は、排他的な包含をカバーすることを意図し、それにより、一連の要素を含むプロセス、方法、物品又はデバイスは、それらの要素だけでなく、明確に記載されていない他の要素や、このプロセス、方法、物品又はデバイスに固有の要素を含む。さらに限定されていない場合、「一つの．．．を含む」という文で限定された要素は、前記要素を含むプロセス、方法、物品又はデバイスにもその他の同じ要素を含むことを排除するものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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